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美國猶他大學James G. Heys研究組在研究中取得進展。他們發現內側內嗅皮層（MEC）介導環境依賴性間隔計時行為。2024年6月14日，國際學術期刊《自然-神經科學》發表了這一成果。

研究人員表示，情節記憶需要對經驗時間結構進行編碼，并依賴于內側顳葉大腦回路，包括MEC。最近的研究發現了內側顳葉皮層的 "時間細胞"，這些細胞在完成時間間隔計時任務時會在特定時刻發射信號，并覆蓋整個計時周期。有人推測，MEC時間細胞可提供外顯記憶所需的時間信息，然而，目前仍不得而知它們是否表現出編碼不同時間背景所需的學習動力。

為了探索MEC時間細胞的工作模式，研究人員開發了一種新的行為實驗，要求小鼠區分時間情境。結合細胞分辨率鈣成像方法，研究發現MEC時間細胞顯示出與任務學習相關的神經活動。通過化學失活，研究發現MEC活動是學習情境依賴性時間間隔行為所必需的。

最后，研究發現了一種共同的電路機制，它可以驅動MEC中時間細胞和空間選擇性神經元的序列活動。該研究表明，MEC時間細胞的時鐘樣發射可通過學習進行調節，從而跟蹤通過經驗產生的各種時間結構。

附：英文原文

Title: Medial entorhinal cortex mediates learning of context-dependent interval timing behavior

Author: Bigus, Erin R., Lee, Hyun-Woo, Bowler, John C., Shi, Jiani, Heys, James G.

Issue&Volume: 2024-06-14

Abstract: Episodic memory requires encoding the temporal structure of experience and relies on brain circuits in the medial temporal lobe, including the medial entorhinal cortex (MEC). Recent studies have identified MEC ‘time cells’, which fire at specific moments during interval timing tasks, collectively tiling the entire timing period. It has been hypothesized that MEC time cells could provide temporal information necessary for episodic memories, yet it remains unknown whether they display learning dynamics required for encoding different temporal contexts. To explore this, we developed a new behavioral paradigm requiring mice to distinguish temporal contexts. Combined with methods for cellular resolution calcium imaging, we found that MEC time cells display context-dependent neural activity that emerges with task learning. Through chemogenetic inactivation we found that MEC activity is necessary for learning of context-dependent interval timing behavior. Finally, we found evidence of a common circuit mechanism that could drive sequential activity of both time cells and spatially selective neurons in MEC. Our work suggests that the clock-like firing of MEC time cells can be modulated by learning, allowing the tracking of various temporal structures that emerge through experience.

DOI: 10.1038/s41593-024-01683-7

Source: https://www.nature.com/articles/s41593-024-01683-7

期刊信息

Nature Neuroscience：《自然—神經科學》，創刊于1998年。隸屬于施普林格·自然出版集團，最新IF：28.771

官方網址：https://www.nature.com/neuro

投稿鏈接：https://mts-nn.nature.com/cgi-bin/main.plex